JPH1131724A - サーモチャック及び回路板検査装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ＩＣウエハ１３のむらのない温度調整、微少
電流の正確な測定、探針の迅速な位置決めを可能にす
る。 【解決手段】 ＩＣウエハ１３を支持するチャックトッ
プ１２と、このチャックトップ１２を囲繞して設けら
れ、導電性及び熱伝導性を有するガードプレート２０
と、このガードプレート２０とチャックトップ１２との
間で電気的に遮断して熱を伝達する絶縁部材２２と、ガ
ードプレート２０の一側面に当接されてチャックトップ
１２に熱を供給するサーモモジュール２５とを有するサ
ーモチャック４である。絶縁部材２２及びサーモモジュ
ール２５を小片２２Ａ，２５Ａで構成して、ガードプレ
ート２０等の熱伝達対象面よりその表面積を小さくし
て、絶縁抵抗を高く、誘電率を低く、熱抵抗を小さく維
持した。パージ板５は、導電性を有する透明板材で構成
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＩＣウエハや液晶
板等のように、薄板の表面に回路を構成した回路板の回
路の特性試験を行う際に用いるサーモチャック及び回路
板検査装置に関し、特に大型の回路板の検査に用いて好
適なサーモチャック及び回路板検査装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、ＩＣや液晶装置等は、多様な用途
に用いられるようになっている。この結果、ＩＣや液晶
装置等がおかれる環境も、常温状態だけでなく、高温、
低温状態に晒されることもある。このため、ＩＣや液晶
装置等に対して、常温状態と共に高低温環境下でも特性
試験を行う必要性が生じてきた。この常温状態と共に高
低温環境下で特性試験を行うために用いるのが回路板検
査装置である。

【０００３】さらに、製造技術の向上により、ＩＣウエ
ハや液晶板等の回路板も年々大型化してきている。この
大型化した回路板を検査する回路板検査装置のサーモチ
ャックとしては、図２から図４に示すような構成のもの
が知られている。

【０００４】図２中のサーモチャック６１は、上側載置
面６２Ａに回路板６３を支持するチャックトップ６２
と、このチャックトップ６２をその下側から囲繞して設
けられたガードプレート６４と、このガードプレート６
４と前記チャックトップ６２との間に設けられた絶縁板
６５と、前記ガードプレート６４の下側面に当接され、
このガードプレート６４及び前記絶縁板６５を介してチ
ャックトップ６２に高温又は低温の熱を供給して上側載
置面６２Ａ上の回路板６３を加熱又は冷却するサーモモ
ジュール６６と、このサーモモジュール６６の下側面に
当接して設けられ、熱を吸収して外部に排出するクーリ
ングプレート６７とを有して構成されている。

【０００５】絶縁板６５は、図３に示すように、チャッ
クトップ６２とほぼ同じ径の円盤状に形成されている。

【０００６】そして、サーモモジュール６６からチャッ
クトップ６２側へ供給される高温又は低温の熱は一旦、
ガードプレート６４に伝わり、このガードプレート６４
に広がる。さらに、絶縁板６５に伝わってこの絶縁板６
５で広がり、チャックトップ６２の全域を設定温度に加
熱又は冷却する。

【０００７】一方、前記サーモチャック６１の上方に
は、上側載置面６２Ａに面してパージ板（図示せず）が
設けられている。このパージ板は、例えば鉄板等の導電
性のある板材で構成されている。さらに、チャックトッ
プ６２及びガードプレート６４も導電性を有する材料で
構成されると共に、これらパージ板、チャックトップ６
２及びガードプレート６４が互いに電気的に接続され
て、同電位に維持されている。そして、同電位に維持さ
れたチャックトップ６２の上側載置面６２Ａに支持され
た回路板６３に対して、設定温度での導通試験によって
微少電流が測定される。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記構成の
従来装置のように回路板が大型化すると、それに伴って
絶縁板６５も大型化して表面積が大きくなるため、次の
ような問題がある。

【０００９】単位面積あたりの絶縁抵抗が同じ場合、絶
縁板６５の表面積が大きくなる分だけ絶縁抵抗が低下す
る。同様に、誘電率が高くなる。この結果、微少電流の
正確な測定に支障をきたしてしまう。

【００１０】また、絶縁板６５が大型化すると、熱抵抗
が大きくなり、サーモモジュール６６からの熱がチャッ
クトップ６２側へ伝わりにくくなる。即ち、温度レスポ
ンスが低下してしまう。この結果、チャックトップ６２
の上側載置面６２Ａに載置された回路板６３を設定温度
まで加熱又は冷却するのに時間がかかってしまう。

【００１１】さらに、チャックトップ６２の上側載置面
６２Ａの面積が広くなると、温度分布特性が悪化する。
即ち、上側載置面６２Ａの面積が広くなると、その上側
載置面６２Ａからの放熱又は吸熱する熱量も多くなる
が、この放熱又は吸熱する熱量を考慮した上で、上側載
置面６２Ａの全域を均一に加熱又は冷却するには、サー
モモジュール６６からの一定量の熱が直接的にかつ速や
かにチャックトップ６２まで伝達される必要がある。し
かし、前述したように、絶縁板６５は熱抵抗が大きく、
温度レスポンスが低いので、設定量の熱がスムーズに伝
達されず、上側載置面６２Ａの温度分布特性が悪化して
しまう。

【００１２】また、パージ板は鉄板等で構成されている
ため、パージ板で覆われた回路板６３の表面を視覚的に
認識することができない。このため、パージ板で覆われ
た回路板６３の任意の地位を予め特定して、探針の位置
合わせをすることが難しい。

【００１３】本発明はこのような問題点に鑑みてなされ
たもので、回路板の大型化に伴う前記諸問題を解消した
サーモチャック及び回路板検査装置を提供することを目
的とする。

【００１４】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係るサーモ
チャックは、回路板を支持するチャックトップと、この
チャックトップをその一側から囲繞して設けられ、導電
性及び熱伝導性を有するガードプレートと、このガード
プレートと前記チャックトップとの間に設けられ、これ
らの間を電気的に遮断した状態で熱を伝達する絶縁部材
と、前記ガードプレートの一側面に当接され、このガー
ドプレート及び前記絶縁部材を介してチャックトップに
熱を供給するサーモモジュールとを有するサーモチャッ
クにおいて、前記絶縁部材が、直接に当接される前記ガ
ードプレート及びチャックトップの熱伝達対象面よりそ
の表面積を小さくするように形成されたことを特徴とす
る。

【００１５】前記構成により、絶縁部材をその表面積を
小さくして形成されたので、この絶縁部材の絶縁抵抗を
高く維持し、誘電率を低く抑えることができる。この結
果、微少電流を正確に測定することができる。

【００１６】さらに、熱抵抗が小さく抑えられて、温度
レスポンスが高く維持される。これにより、回路板の温
度分布特性が向上し、回路板を設定温度に均一に加熱又
は冷却することができる。

【００１７】第２の発明に係るサーモチャックは、前記
絶縁部材が、貫通孔を設けて構成されたことを特徴とす
る。

【００１８】貫通孔を設けることにより、前記第１の発
明と同様に、絶縁部材の表面積が小さくなる。

【００１９】第３の発明に係るサーモチャックは、前記
絶縁部材が、複数個配設された小片から構成されたこと
を特徴とする。

【００２０】複数の小片で構成することにより、前記第
１の発明と同様に、絶縁部材の表面積が小さくなる。

【００２１】第４の発明に係るサーモチャックは、前記
サーモモジュールが、前記ガードプレートの一側面に複
数個当接して設けられると共に、前記絶縁部材が、前記
サーモモジュールとほぼ同様の大きさに形成されてサー
モモジュールと整合する位置に設けられたことを特徴と
する。

【００２２】前記構成により、サーモモジュールからの
熱は、絶縁部材を介してチャックトップに伝わる。絶縁
部材は、サーモモジュールとほぼ同じ大きさに形成され
ているので、サーモモジュールからの熱は、直接的に絶
縁部材に伝達され、他に広がらずにチャックトップに伝
達される。

【００２３】第５の発明に係るサーモチャックは、前記
ガードプレートが前記絶縁部材の配設位置で貫通孔を有
し、この絶縁部材と前記サーモモジュールが直接に接触
されることを特徴とする。

【００２４】この構成により、サーモモジュールからの
熱は、ガードプレートを介さずに直接絶縁部材に伝達さ
れ、他に広がらずにチャックトップに伝達される。

【００２５】第６の発明に係る回路板検査装置は、回路
板を支持すると共にこの回路板を加熱又は冷却して検査
を行うサーモチャックと、このサーモチャックの上側面
を覆って検査対象の回路板及びその周囲を同電位に維持
するパージ板とを有する回路板検査装置において、前記
パージ板が、導電性を有する透明板材で構成されたこと
を特徴とする。

【００２６】パージ板を透明板材で構成することで、チ
ャックトップに支持された回路板の上側にパージ板が配
設された状態で、パージ板の上側から回路板を視覚的に
認識することができる。これにより、パージ板の上側か
ら回路板の任意の位置を視覚的に特定して速やかに探針
を位置合わせすることができる。

【００２７】第７の発明に係る回路板検査装置は、前記
サーモチャックが、前記第１乃至第５の発明のいずれか
に記載のサーモチャックによって構成されたことを特徴
とする。

【００２８】これにより、検査対象の回路板を効率的に
加熱又は冷却することができると共に、回路板と探針と
の位置合わせを速やかに行うことができる。さらに、検
査対象の回路板及びその周囲を同電位に維持でき、正確
な微少電流の検査が可能になる。

【００２９】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る回路板検査装
置について、添付図面を参照しながら説明する。図１は
本実施形態に係る回路板検査装置１のサーモチャック４
及びパージ板５を示す横断面図、図５は回路板検査装置
１を示す概略構成図、図６はサーモチャック４を示す平
面図、図７はサーモチャック４の要部を示す概略側面
図、図８はガードプレート２０に取り付けられた絶縁部
材２２を示す平面図、図９はガードプレート２０に取り
付けられたサーモモジュール２５を示す裏面図である。

【００３０】この回路板検査装置１は、図５に示すよう
に主に、ベース２と、ＸＹθＺステージ３と、サーモチ
ャック４と、パージ板５と、ベースプレート６と、探針
７と、マニピュレータ８と、シールドカバー９とから概
略構成されている。

【００３１】ベース２は、ＸＹθＺステージ３等を支持
する基台である。ＸＹθＺステージ３はベース２上に設
置されている。このＸＹθＺステージ３は、その上側に
設置されたサーモチャック４を前後左右上下方向に移動
させると共に回転させるものである。

【００３２】サーモチャック４は、チャックホルダ１１
を介してＸＹθＺステージ３の上側面に固定されてい
る。このサーモチャック４は、ＸＹθＺステージ３によ
って前後左右上下方向へ移動されると共に回転されて、
探針７の先端に対して正確に位置合わせされるようにな
っている。

【００３３】このサーモチャック４の具体的な構成は、
図１及び図６に示すようになっている。図中の１２は、
薄板状の回路板としてのＩＣウエハ１３が載置される載
置面１２Ａを有するチャックトップである。このチャッ
クトップ１２は、検査工程においては、パージ板５と一
定間隔をおいて配設され、これらチャックトップ１２と
パージ板５との間に、保温空間Ａが構成される。この保
温空間Ａは、チャックトップ１２の載置面１２Ａに載置
されたＩＣウエハ１３を設定温度に保つための空間であ
る。チャックトップ１２は薄型円盤状に形成され、その
載置面１２Ａには、同心円上の３つの円環状溝１４（図
３参照）が形成されている。これらの円環状溝１４は縦
溝１５で互いにつながり、さらに載置面１２Ａ中央の吸
引口１６につながっている。この吸引口１６は、外部の
バキューム装置（図示せず）に接続され、各円環状溝１
４内を真空引きして載置面１２Ａに載置されたＩＣウエ
ハ１３を支持するようになっている。吸引口１６は、チ
ャックトップ１２の固定用穴を兼ねている。この吸引口
１６にチャック止めねじ１７が挿入され、サーモチャッ
ク４全体の中心軸であるセンターシャフト１８に螺合し
て固定されている。これらチャック止めねじ１７及びセ
ンターシャフト１８は、真空引きのための通路を確保す
るために、中空構造となっている。

【００３４】チャックトップ１２は導電性を有すると共
に熱伝導性にも優れ、かつ熱膨張係数の小さい材料で構
成されている。導電性を備えるのは、載置面１２ＡにＩ
Ｃウエハ１３を載置した状態で、ＩＣウエハ１３を囲む
後述のガードプレート２０及びパージ板５と共にチャッ
クトップ１２をＩＣウエハ１３と同電位にするためであ
る。これらを同電位にすることで、ＩＣウエハ１３の回
路を流れる微少電流を正確に測定することができる。熱
伝導性を備えるのは、載置面１２Ａに載置されたＩＣウ
エハ１３を均一に加熱又は冷却するために、チャックト
ップ１２自体を均一に加熱又は冷却する必要があるため
である。さらに、熱膨張係数を小さく抑えるのは、載置
面１２Ａに吸着支持したＩＣウエハ１３の膨張による損
傷及び探針７の位置ずれを防ぐためである。このチャッ
クトップ１２を構成する材料としては、例えばアルミニ
ウム合金が用いられる。

【００３５】さらに、チャックトップ１２の周縁部には
座ぐり面１２Ｂが設けられ、セミリジットケーブル１９
の心線１９Ａがねじ固定されて電気的に接続されてい
る。このセミリジットケーブル１９は、探針７を用いて
特性試験を行う測定器（図示せず）に接続され、チャッ
クトップ１２とガードプレート２０とパージ板５とが同
電位に保たれている。チャックトップ１２の内部には、
その周縁から中心部まで細穴１２Ｃが設けられ、外部か
ら温度センサＳが挿入されている。

【００３６】図中の２０はチャックトップ１２を下側か
ら囲繞して収納支持するガードプレートである。このガ
ードプレート２０は、チャックトップ１２を十分な隙間
を空けて収容し得るチャックトップ収納凹部２１を有し
て、薄型円盤状でかつ皿状に形成されている。チャック
トップ収納凹部２１には、絶縁部材２２を介してチャッ
クトップ１２が収納されている。なお、ガードプレート
２０の周縁の環状の立ち上げ壁部２０Ａの上端部は、上
方に向けて内側へ傾斜したテーパ面２０Ｂが設けられて
いる。このテーパ面２０Ｂは、後述する外気排除気体吹
き出し口Ｈの一部を構成する。

【００３７】ガードプレート２０を構成する材料は、導
電性を有すると共に熱伝導性にも優れた材料で構成され
ている。導電性を備えるのは、前記チャックトップ１２
及びパージ板５と共にＩＣウエハ１３と同電位にするた
めである。熱伝導性を備えるのは、載置面１２Ａに載置
されたＩＣウエハ１３を均一に加熱又は冷却するためで
ある。即ち、サーモモジュール２５からの熱を絶縁部材
２２に直接的にかつ迅速に伝達して、チャックトップ１
２を速やかに加熱形は冷却するためである。このため、
ガードプレート２０は薄く形成され、ガードプレート２
０を上下から挟む絶縁部材２２とサーモモジュール２５
との間で熱が直接的に伝達されるようになっている。

【００３８】また、ガードプレート２０の立ち上げ壁部
２０Ａには、セミリジットケーブル１９の外部導体１９
Ｂがケーブルクランプ２３によって固定され、外部導体
１９Ｂとガードプレート２０とが電気的に接続されてい
る。さらに、外部導体１９Ｂはシールド線２４（図５参
照）によってパージ板５にも電気的に接続されている。
これにより、セミリジットケーブル１９で、チャックト
ップ１２、ガードプレート２０及びパージ板５が全て測
定器に接続され、同電位に保たれている。

【００３９】絶縁部材２２は、チャックトップ１２とガ
ードプレート２０との間に介装されている。この絶縁部
材２２は、絶縁性を有すると共に熱伝導性を有し、チャ
ックトップ１２とガードプレート２０との間で、電気的
に絶縁した状態で熱だけを伝達するようになっている。
絶縁部材２２の材料としてはボロンナイトライドが用い
られる。絶縁部材２２の具体的な構成は、図７及び図８
に示すように、長方体状の小片２２Ａを多数個配設して
構成されている。多数の小片２２Ａで構成したのは、チ
ャックトップ１２とガードプレート２０にそれぞれ当接
する表面積を小さくするためである。この表面積（絶縁
部材２２全体の体積）を小さくするのは、絶縁抵抗を高
く、誘電率を低く、熱抵抗を小さく維持するためであ
る。絶縁抵抗を高く、誘電率を低く維持することによ
り、チャックトップ１２とパージ板５とガードプレート
２０とチャックトップ１２に支持されたＩＣウエハ１３
とが互いに同電位に維持される。これにより、微少電流
の正確な測定が可能となる。また、熱抵抗を小さく維持
することにより、サーモモジュール２５からの熱を迅速
に伝達して高い温度レスポンスが可能になる。この小片
２２Ａの大きさ、個数及び配設位置はサーモモジュール
２５と整合するように設定されている。なお、熱抵抗が
小さくて高い温度レスポンスが可能になるのは、次の理
由による。サーモモジュール２５がチャックトップ１２
を設定温度に加熱する場合、ガードプレート２０及び絶
縁部材２２を媒介しているため、これらガードプレート
２０及び絶縁部材２２も設定温度近傍に加熱する必要が
ある。このとき、ガードプレート２０及び絶縁部材２２
の体積が小さければ、これらを設定温度まで加熱するた
めに必要な熱量は少なくて済む。そして、サーモモジュ
ール２５から発生する熱量が一定の場合、ガードプレー
ト２０及び絶縁部材２２を設定温度に加熱する熱量を小
さく抑えられる分だけ早くチャックトップ１２を設定温
度に加熱することができる。これにより、熱抵抗が小さ
く、高い温度レスポンスが可能になる。このため、絶縁
部材２２の表面積である絶縁部材２２全体の体積を小さ
くすると共に、ガードプレート２０を薄く形成してい
る。

【００４０】図中の２５はサーモモジュールである。こ
のサーモモジュール２５は複数の小片２５Ａから構成さ
れ、ガードプレート２０の下側面に密着して設けられて
いる。この小片２５Ａは、図７及び図９に示すように、
長方体状に形成されている。各小片２５Ａは、熱交換器
によって構成され、その一側面の熱を他側面に伝達する
ようになっている。小片２５Ａの大きさ、個数及び配設
位置は、必要とする熱量等に合わせて設定される。この
小片２５Ａは具体的には、前記絶縁部材２２の小片２２
Ａと整合するようになっている。即ち、サーモモジュー
ル２５の小片２５Ａと絶縁部材２２の小片２２Ａとは、
図７から図８に示すように、同じ大きさ及び個数で、ガ
ードプレート２０を挟んで互いに整合する位置に設けら
れている。

【００４１】図中の２６はクーリングプレートである。
このクーリングプレート２６は、サーモモジュール２５
の下側面に密着して設けられ、この下側面を冷却するよ
うになっている。クーリングプレート２６は内部が空洞
になっており、その空洞に外部から冷媒用供給管２７を
介して冷媒が通されている。この冷媒は、外部の冷却装
置（図示せず）から供給される。そして、ガードプレー
ト２０とサーモモジュール２５とクーリングプレート２
６とはねじ２８によって互いに密着して固定されてい
る。

【００４２】ガードプレート２０とサーモモジュール２
５とクーリングプレート２６との外周には、これらを囲
繞するように、サーモモジュールカバー２９が取り付け
られている。このサーモモジュールカバー２９は、クー
リングプレート２６の外周に嵌合した状態で、ねじ３０
で固定されている。

【００４３】この構成により、サーモモジュール２５の
下側面の熱がクーリングプレート２６内の冷媒に伝達し
外部に排出されて、サーモモジュール２５の上側面が冷
やされ、このサーモモジュール２５と一体的に固定され
たチャックトップ１２、絶縁部材２２及びガードプレー
ト２０が冷やされる。これによって、チャックトップ１
２の載置面１２Ａに載置されたＩＣウエハ１３が設定温
度まで冷やされるようになっている。このとき、設定温
度は、温度センサＳで検出した現在温度を基にサーモモ
ジュール２５等が制御されて、正確に調整される。

【００４４】クーリングプレート２６の下側には、スペ
ーサ３１を介して断熱板３２がねじ３３で固定されてい
る。このスペーサ３１は、等間隔に３個以上配設されて
断熱板３２を安定してクーリングプレート２６に固定し
ていると共に、クーリングプレート２６と断熱板３２と
の間に環状空間３４を形成している。断熱板３２の内部
には、パージエアー用細穴３２Ａと真空引き用細穴３２
Ｂが設けられ、パージエアー用細穴３２Ａが内側パージ
エアー供給管３５を介してパージエアー供給装置（図示
せず）に、真空引き用細穴３２Ｂがバキューム管３６を
介して真空ポンプ（図示せず）にそれぞれ接続されてい
る。さらに、パージエアー用細穴３２Ａの内側端は、断
熱板３２の上側の環状空間３４に開口して互いに連通さ
れ、パージエアーを供給するようになっている。なお、
パージエアーとしては、乾燥させて湿気を除去した乾燥
空気を用いる。また、湿気を含まない窒素ガス等の他の
気体を用いることもある。

【００４５】断熱板３２の周縁の上側には、円筒状のイ
ンサイドリング３８が取り付けられている。インサイド
リング３８の下端には、内側に縮径してフランジ部３９
が形成され、この部分がねじ４０によって断熱板３２に
固定されている。このインサイドリング３８は、前記ガ
ードプレート２０とサーモモジュール２５とクーリング
プレート２６とをその外周から覆って、これらとの間に
円筒状の内側パージエアー供給空間４１を構成してい
る。インサイドリング３８の上端部には、その断面形状
が逆三角形状の整流部材３８Ａが設けられている。この
整流部材３８Ａは、外気排除気体吹き出し口Ｈ（後述す
る内側パージエアー吹き出し口４１Ａ及び外側パージエ
アー吹き出し口５２Ａによって構成される）から吹き出
された気体の一部を外側（載置面１２Ａの外周縁側）に
流して保温空間Ａ内に外気が流入するのを防ぐ部材であ
る。この整流部材３８Ａの両側には、上方へ向けて両側
へ広がるテーパ面３８Ｂ,３８Ｃが形成されている。そ
して、一方のテーパ面３８Ｂとガードプレート２０のテ
ーパ面２０Ｂとで、内側パージエアー供給空間４１の内
側パージエアー吹き出し口４１Ａが構成されている。こ
の内側パージエアー吹き出し口４１Ａは、載置面１２Ａ
に支持されたＩＣウエハ１３をその周縁から囲むように
円環状に開口して形成された外気排除気体吹き出し口Ｈ
の内側部分を構成する。内側パージエアー吹き出し口４
１Ａは、内側に傾斜させて構成されることで、保温空間
Ａにパージエアーを送風してその内部に充満させ、その
後パージ板５の探針挿入孔５Ａから外部に流出させて、
ＩＣウエハ１３の周囲から外気を排除するようになって
いる。

【００４６】断熱板３２の下側には、チャックベース４
３が取り付けられている。このチャックベース４３の上
側面の中央部には、円盤状に隆起して形成された支持用
台部４３Ａが設けられている。この支持用台部４３Ａが
断熱板３２の下側面に直接に当接され、その周囲に円環
状の環状空間４４が形成されている。断熱板３２とチャ
ックベース４３とは、等間隔に配設されたねじ４５で互
いに固定されている。このねじ４５にはスペーサ４６が
介装され、このスペーサ４６で環状空間４４が確保され
ている。チャックベース４３の内部にはパージエアー用
細穴４３Ｂが設けられ、外側パージエアー供給管４７を
介してパージエアー供給装置（図示せず）に接続されて
いる。パージエアー用細穴４３Ｂの内側端部は環状空間
４４に開口して連通されており、パージエアー供給装置
から環状空間４４にパージエアーが供給される。

【００４７】チャックベース４３の周縁には、上方に向
けて円筒状のアウトサイドリング４８が取り付けられて
いる。このアウトサイドリング４８の下端には、固定用
爪４９が等間隔に複数設けられ、チャックベース４３の
下側周縁部に設けられた固定用切欠き５０に嵌合し、ね
じ５１で固定されている。このアウトサイドリング４８
は、断熱板３２及びインサイドリング３８をその外周か
ら覆って、その間に円筒状の外側パージエアー供給空間
５２を構成している。アウトサイドリング４８の上端部
には、上方に向けて外側に傾斜させたテーパ面４８Ａが
設けられている。そして、このテーパ面４８Ａと整流部
材３８Ａの他方のテーパ面３８Ｃとで、外側パージエア
ー供給空間５２の外側パージエアー吹き出し口５２Ａが
外側に向けて構成されている。この外側パージエアー吹
き出し口５２Ａは、前記内側パージエアー供給空間４１
の内側パージエアー吹き出し口４１Ａをその外側から囲
むように設けられ、外側に向けてパージエアーを吹き出
すことで、保温空間Ａと外気との間を遮断して保温空間
Ａに外気が流入するのを防ぐエアカーテンとして機能す
るようになっている。

【００４８】この外側パージエアー吹き出し口５２Ａ
は、載置面１２Ａに支持されたＩＣウエハ１３をその周
縁から囲むように環状に開口して形成された外気排除気
体吹き出し口Ｈの外側部分を構成する。

【００４９】図５中のベースプレート６は、ベース２側
に固定された状態で、サーモチャック４の上側に配設さ
れる支持基板である。このベースプレート６の中央部に
は、サーモチャック４側へ延びる探針７が通される探針
導入口６Ａが設けられている。

【００５０】パージ板５は、パージ板ホルダ５４を介し
てベースプレート６の下側に、サーモチャック４に面し
た状態で取り付けられている。これにより、サーモチャ
ック４のチャックトップ１２の載置面１２Ａとパージ板
５とで保温空間Ａを形成している。このパージ板５のほ
ぼ中央には、ＩＣウエハ１３に向けて探針７を挿入する
探針挿入孔５Ａが設けられている。

【００５１】さらに、このパージ板５は、上側からＩＣ
ウエハ１３の全体を視覚的に認識できるように、透明の
材料で構成されている。即ち、パージ板５は、透明でか
つ導電性を有する材料で形成されている。このパージ板
５の材料としては、耐熱性を有する透明の合成樹脂やガ
ラス等の基板にＩＴＯ膜を施したものや、金網等の導電
性部材を挟み込んだ前記透明の合成樹脂等が用いられ
る。

【００５２】ベースプレート６の上側面には、探針導入
口６Ａの部分が開口したリングプレート５５が一体的に
取り付けられている。このリングプレート５５は、鉄板
によって構成され、マグネットが吸着できるようになっ
ている。

【００５３】探針７は、同軸針によって構成されてい
る。探針７の基端部は、同軸ケーブル５６を介して測定
器（図示せず）に接続されている。この探針７はマニピ
ュレータ８に支持されている。マニピュレータ８は、探
針７を支持した状態で、マグネット５７によって任意の
位置でリングプレート５５に取り付けられるようになっ
ている。

【００５４】ＸＹθＺステージ３の上に設けられた前記
サーモチャック４、パージ板５、ベースプレート６、探
針７やマニピュレータ８等は、シールドカバー９によっ
て覆われている。なお、シールドカバー９には、配管用
の貫通穴（図示せず）が設けられ、セミリジットケーブ
ル１９、冷媒用供給管２７、内側パージエアー供給管３
５、バキューム管３６及び外側パージエアー供給管４７
は、この貫通穴を介して、シールドカバー９内のサーモ
チャック４とシールドカバー９の外側にある各装置とを
接続して設けられている。

【００５５】［回路板検査方法］次に、前記構成の回路
板検査装置１を用いて回路板検査方法を説明する。

【００５６】ＩＣウエハ１３に対する低温環境下での特
性試験は、次のようにして行う。

【００５７】サーモチャック４は、ＸＹθＺステージ３
によってパージ板５からある程度離れた位置に移動され
ている。この状態で、サーモチャック４のチャックトッ
プ１２に自動又は手動でＩＣウエハ１３を載置する。チ
ャックトップ１２の載置面１２Ａの円環状溝１４等は、
チャック止めねじ１７、センターシャフト１８、真空引
き用細穴３２Ｂ及びバキューム管３６を介して真空ポン
プによって真空引きされ、ＩＣウエハ１３は載置面１２
Ａに吸着される。

【００５８】次いで、ＸＹθＺステージ３によってサー
モチャック４が移動され、載置面１２Ａに支持されたＩ
Ｃウエハ１３がマニピュレータ８に支持された探針７の
先端まで移動される。このとき、パージ板５は透明であ
るため、このパージ板５の上側からＩＣウエハ１３の目
的位置が視覚的に特定できる。この視覚的に特定した位
置と探針７の先端位置とを速やかに合わせる。ＸＹθＺ
ステージ３は、最終的に探針７の先端をＩＣウエハ１３
表面の特定位置に接触させるための微調整をして探針７
をＩＣウエハ１３に接触させる。このとき、載置面１２
Ａとパージ板５とで保温空間Ａが形成されている。

【００５９】一方、サーモチャック４には、低温環境を
作るために冷媒が供給されている。冷媒は、クーリング
プレート２６内を循環してこのクーリングプレート２６
を冷やす。また、サーモモジュール２５には、その上側
面が冷却される方向に電流が流される。これにより、サ
ーモモジュール２５の上側面に接合された薄いガードプ
レート２０を介して、絶縁部材２２が直接的に冷却され
る。この絶縁部材２２の各小片２２Ａは、サーモモジュ
ール２５からの熱を、他に広がることなく直接的にかつ
速やかにチャックトップ１２に伝達し、このチャックト
ップ１２を急速に冷却する。これにより、チャックトッ
プ１２の全体が冷却され、次第に均一な設定温度にな
る。

【００６０】この冷却に伴ってサーモモジュール２５の
下側面が加熱するが、この熱は、クーリングプレート２
６で冷やされる。この結果、ガードプレート２０、絶縁
部材２２及びチャックトップ１２の熱がサーモモジュー
ル２５及びクーリングプレート２６を介して冷媒に伝わ
り、効率的に外部に排除される。そして、載置面１２Ａ
に支持されたＩＣウエハ１３が冷やされる。このＩＣウ
エハ１３の温度は、温度センサＳの検出値に基づいて正
確に制御される。このとき、外気と保温空間Ａとはパー
ジ板５で熱的に遮断されている。さらに、内側パージエ
アーはクーリングプレート２６に接してから保温空間Ａ
に供給されるので、保温空間Ａに充満したパージエアー
は、ある程度低温に維持される。これにより、ＩＣウエ
ハ１３の温度を正確に制御することができる。

【００６１】また、保温空間Ａにはパージエアーが供給
されている。具体的には、パージエアー供給装置が稼動
されて、パージエアーが、内側パージエアー供給管３５
及びパージエアー用細穴３２Ａを介して環状空間３４に
供給されている。パージエアーは、この環状空間３４内
で、周囲に広がって、円筒状の内側パージエアー供給空
間４１全体に供給され、内側パージエアー吹き出し口４
１Ａの全域から保温空間Ａの中心に向けて吹き出され
る。これにより、パージエアーは、保温空間Ａ内に充満
してパージ板５の探針挿入孔５Ａから外部に流出する。

【００６２】また、パージエアー供給装置からのパージ
エアーは、外側パージエアー供給管４７及びパージエア
ー用細穴４３Ｂを介して環状空間４４にも供給されてい
る。この環状空間４４に供給されたパージエアーは、そ
の内部で周囲に広がって、円筒状の外側パージエアー供
給空間５２全体に供給され、外側パージエアー吹き出し
口５２Ａの全域から、前記内側パージエアーと逆方向の
外側に向けて吹き出される。これにより、外側パージエ
アーは、チャックトップ１２とパージ板５との隙間から
外部に流出し、保温空間Ａと外気との間を遮断して保温
空間Ａに外気が流入するのを防いでいる。即ち、エアカ
ーテンとして機能している。このエアカーテンの機能に
よってＩＣウエハ１３の周囲から湿気を含む外気が排除
され、ＩＣウエハ１３の表面や探針７の先端で結露する
のを防止している。

【００６３】また、絶縁部材２２を小片２２Ａで構成し
て絶縁抵抗を高く維持し、誘電率を低く抑えるので、チ
ャックトップ１２とガードプレート２０との間を確実に
絶縁する。さらに、ＩＣウエハ１３が直接に載置される
チャックトップ１２と、これらを上下から覆うパージ板
５及びガードプレート２０とを、セミリジットケーブル
１９によって測定器側に全て接続するので、これらと測
定対象であるＩＣウエハ１３とを正確に同電位に維持す
ることができる。この結果、ＩＣウエハ１３内での微少
電流を正確に測定することができる。

【００６４】さらに、絶縁部材２２の熱抵抗を小さく抑
えて、温度レスポンスを高く維持したので、チャックト
ップ１２全体が迅速に加熱又は冷却されて温度分布特性
が向上し、チャックトップ１２の載置面１２Ａに支持さ
れたＩＣウエハ１３を設定温度に均一に加熱又は冷却す
ることができる。

【００６５】以上の状態で、探針７及び測定器によって
１ｆＡオーダの微小電流を測定して、特性試験を行う。

【００６６】また、ＩＣウエハ１３に対する高温環境下
での特性試験は、次のようにして行う。

【００６７】ＩＣウエハ１３をチャックトップ１２の載
置面１２Ａに載置して、サーモチャック４を探針７の先
端位置に合わせて移動させる準備段階は前記低温環境下
での特性試験の場合と同様である。

【００６８】次に、サーモモジュール２５に、前記の場
合と逆方向に電流を流す。このとき、冷媒のクーリング
プレート２６への供給は行わない。なお、外部からの熱
を、冷媒を介してクーリングプレート２６からサーモモ
ジュール２５の下側面に伝達するようにしてもよい。

【００６９】これにより、サーモモジュール２５の上側
面に接しているガードプレート２０、絶縁部材２２及び
チャックトップ１２が、前述した冷却と同様の熱伝達作
用で加熱される。また、必要に応じてパージエアーが供
給される。

【００７０】均一に加熱されたチャックトップ１２は、
その載置面１２Ａに載置されたＩＣウエハ１３を加熱す
る。このときＩＣウエハ１３の周囲では、載置面１２Ａ
とパージ板５とで保温空間Ａが形成されていると共にパ
ージ板５が断熱板で構成されているので、チャックトッ
プ１２からＩＣウエハ１３に伝わった熱は、保温空間Ａ
内に効率的に蓄えられ、ＩＣウエハ１３を設定温度に効
率的に加熱する。

【００７１】以上の状態で、探針７及び測定器によって
１ｆＡオーダの微小電流を測定して、特性試験を行う。

【００７２】［効果］以上のように、絶縁部材２２を各
小片２２Ａから構成して、絶縁抵抗を高く維持し、誘電
率を低く抑えるので、チャックトップ１２とガードプレ
ート２０との間を確実に絶縁することができる。さら
に、ＩＣウエハ１３が直接に載置されるチャックトップ
１２と、これらを上下から覆うパージ板５及びガードプ
レート２０とを、セミリジットケーブル１９によって測
定器側に全て接続して、これらと測定対象であるＩＣウ
エハ１３とを正確に同電位に維持することができる。こ
の結果、ＩＣウエハ１３内での微少電流を正確に測定す
ることができるようになる。

【００７３】さらに、絶縁部材２２の熱抵抗を小さく抑
えて、温度レスポンスを高く維持したので、チャックト
ップ１２全体が迅速に加熱又は冷却されて温度分布特性
が向上し、チャックトップ１２の載置面１２Ａに支持さ
れたＩＣウエハ１３を設定温度に均一に加熱又は冷却す
ることができるようになる。

【００７４】［変形例］ （１） 前記実施形態では、絶縁部材２２の各小片２２
Ａ及びサーモモジュール２５の各小片２５Ａを前後左右
に配列してサーモチャック４を構成したが、図１０に示
すように、各小片２２Ａ，２５Ａを放射状に配列しても
よい。この場合も、前記同様の作用、効果を奏すること
ができる。

【００７５】（２） 前記実施形態では、サーモモジュ
ール２５を複数の小片２５Ａから構成したが、図１１に
示すように円形状に形成してもよい。この場合、円形状
のサーモモジュール５８はガードプレート２０の全面を
加熱して、絶縁部材２２の全ての小片２２Ａを加熱す
る。これによっても、前記同様の作用、効果を奏するこ
とができる。

【００７６】（３） 前記実施形態では、ガードプレー
ト２０を平板状に板材で構成したが、絶縁部材２２の各
小片２２Ａが嵌合し得る程度の貫通孔を、各小片２２Ａ
と同じ数だけこれらが整合する位置に設けて、絶縁部材
２２の各小片２２Ａとサーモモジュール２５の各小片２
５Ａとを直接に当接するようにしてもよい。これによ
り、ガードプレート２０を一切加熱する必要がなくな
り、サーモモジュール２５からの熱をより効率的にチャ
ックトップ１２側へ伝達することができる。

【００７７】（４） 前記実施形態では、絶縁部材２２
を複数の小片２２Ａから構成したが、平板状の絶縁部材
に多数の貫通孔を設けて、直接に当接されるガードプレ
ート２０及びチャックトップ１２の熱伝達対象面（絶縁
部材２２を円盤状に形成した場合に当接して熱を伝達す
る対象面）よりその表面積を小さくするように形成して
もよい。この場合も、同様の作用、効果を奏することが
できる。

【００７８】

【発明の効果】以上、詳述したように本発明によれば、
次のような効果を奏する。

【００７９】絶縁部材を、直接に当接されるガードプレ
ート及びチャックトップの熱伝達対象面よりその表面積
を小さくするように形成したので、この絶縁部材の絶縁
抵抗を高く維持し、誘電率を低く抑えることができる。
これにより、チャックトップとガードプレートとの間を
確実に絶縁することができ、チャックトップとパージ板
とガードプレートと測定対象である回路板とを正確に同
電位に維持することができる。この結果、回路板の微少
電流を正確に測定することができるようになる。

【００８０】さらに、絶縁部材の熱抵抗を小さく抑え
て、温度レスポンスを高く維持したので、チャックトッ
プ全体が迅速に加熱又は冷却されて温度分布特性が向上
し、チャックトップに支持された回路板を設定温度に、
迅速にかつ均一に加熱又は冷却することができるように
なる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るサーモチャック及びパージ板を示
す横断面図である。

【図２】従来のサーモチャックの要部を示す概略側面図
である。

【図３】従来のサーモチャックのガードプレートに取り
付けられた絶縁部材を示す平面図である。

【図４】従来のサーモチャックのガードプレートに取り
付けられたサーモモジュールを示す裏面図である。

【図５】本発明に係る回路板検査装置を示す概略構成図
である。

【図６】本発明に係るサーモチャックを示す平面図であ
る。

【図７】本発明に係るサーモチャックの要部を示す概略
側面図である。

【図８】本発明に係るサーモチャックのガードプレート
に取り付けられた絶縁部材を示す平面図である。

【図９】本発明に係るサーモチャックのガードプレート
に取り付けられたサーモモジュールを示す裏面図であ
る。

【図１０】本発明に係るサーモチャックの第１変形例を
示す概略平面図である。

【図１１】本発明に係るサーモチャックの第２変形例を
示す概略平面図である。

【符号の説明】

１：回路板検査装置、４：サーモチャック、５：パージ
板、１２：チャックトップ、１３：ＩＣウエハ、２０：
ガードプレート、２２：絶縁部材、２２Ａ：小片、２
５：サーモモジュール、２５Ａ：小片。

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回路板を支持するチャックトップと、こ
   のチャックトップをその一側から囲繞して設けられ、導
   電性及び熱伝導性を有するガードプレートと、このガー
   ドプレートと前記チャックトップとの間に設けられ、こ
   れらの間を電気的に遮断した状態で熱を伝達する絶縁部
   材と、前記ガードプレートの一側面に当接され、このガ
   ードプレート及び前記絶縁部材を介してチャックトップ
   に熱を供給するサーモモジュールとを有するサーモチャ
   ックにおいて、 前記絶縁部材が、直接に当接される前記ガードプレート
   及びチャックトップの熱伝達対象面よりその表面積を小
   さくするように形成されたことを特徴とするサーモチャ
   ック。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のサーモチャックにおい
   て、 前記絶縁部材が、貫通孔を設けて構成されたことを特徴
   とするサーモチャック。
3. 【請求項３】 請求項１に記載のサーモチャックにおい
   て、 前記絶縁部材が、複数個配設された小片から構成された
   ことを特徴とするサーモチャック。
4. 【請求項４】 請求項３に記載のサーモチャックにおい
   て、 前記サーモモジュールが、前記ガードプレートの一側面
   に複数個当接して設けられると共に、前記絶縁部材が、
   前記サーモモジュールとほぼ同様の大きさに形成されて
   サーモモジュールと整合する位置に設けられたことを特
   徴とするサーモチャック。
5. 【請求項５】 請求項３又は４に記載のサーモチャック
   において、 前記ガードプレートが前記絶縁部材の配設位置で貫通孔
   を有し、この絶縁部材と前記サーモモジュールが直接に
   接触されることを特徴とするサーモチャック。
6. 【請求項６】 回路板を支持すると共にこの回路板を加
   熱又は冷却して検査を行うサーモチャックと、このサー
   モチャックの上側面を覆って検査対象の回路板及びその
   周囲を同電位に維持するパージ板とを有する回路板検査
   装置において、 前記パージ板が、導電性を有する透明板材で構成された
   ことを特徴とする回路板検査装置。
7. 【請求項７】 請求項６に記載の回路板検査装置におい
   て、 前記サーモチャックが、請求項１乃至５のいずれかに記
   載のサーモチャックによって構成されたことを特徴とす
   る回路板検査装置。